DE3529706A1 - Scheibenfilter zur filtration von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenfilter zur Filtration von Flüssigkeiten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei bekannten Scheibenfiltern dieser Art ist eine Mehrzahl übereinander liegender Filter­ elemente vorgesehen, die an einer zentralen Welle angeordnet sind. Diese Welle kann mittels eines Motors angetrieben werden, um die Filter­ elemente zu reinigen. Die zu filtrierende Flüssig­ keit (das sogenannte Unfiltrat) gelangt dabei von außen her, also von der Peripherie eines jeden Filterelementes, nach innen zum Zentrum der Filterelemente, wo die gereinigte Flüssigkeit durch entsprechende Abläufe abgeführt wird. Bei diesen bekannten Scheibenfiltern ist es nachteilig, daß der Zulauf des Unfiltrats von der Außenseite der Filterelemente nach innen nicht gleichmäßig geschieht, so daß die einzelnen Filterelemente nicht in der gewünschten Weise gleichmäßig angeströmt werden. Dabei ist es besonders nachteilig, daß sich das dem Unfiltrat beigemischte Filterhilfsmittel, beispielsweise Kieselgur, beim Einströmen von außen her in die einzelnen Filterelemente aufgrund des Sedimentationsverhaltens dieser Zusätze vornehm­ lich an der Peripherie, also in den Außenzonen der einzelnen Filterelemente absetzt. Dadurch findet eine ungleichmäßige Beschichtung der einzelnen Filterelemente in der Weise statt, daß sich das Filterhilfsmittel in den äußeren Zonen stärker als in den inneren Zonen ablagert.

Außerdem kann es infolge der ungleichmäßigen Zuströmung des Unfiltrats von außen nach innen zu ungleichmäßigen Ablagerungen oder sogar zu partiellen Abschwemmungen der Filtermasse selbst kommen, wodurch eine Gleichmäßigkeit des Filtriervorgangs pro Flächeneinheit/Filter­ fläche nicht gewährleistet ist, was sich nach­ teilig auf die Standzeit des Filters und die Qualität des Filtriervorganges auswirkt. Die ungleichmäßigen Ablagerungen des an sich teueren Filterhilfsmittels führen zudem zu einer sehr unvollkommenen Ausnutzung des Filterhilfsmittels, so daß der Filtriervorgang insgesamt einen un­ günstigen Wirkungsgrad aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Scheibenfilter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß jedes einzelne Filterelement weitgehend gleichmäßig von der zu filternden Flüssigkeit beaufschlagt und eine bessere Nutzung des Filter­ hilfsmittels sowie ein höherer Filtrations­ wirkungsgrad erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzel­ heiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schema­ tischer Darstellung bevorzugte Ausführungs­ formen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenan­ sicht eines erfindungsgemäßen Scheiben­ filters,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen geschnittenen Teil des Scheibenfilters der Fig. 1,

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht des Scheibenfilters gemäß dem Schnitt III-III der Fig. 2 und

Fig. 4 eine geschnittene Teilansicht des Scheibenfilters gemäß dem Schnitt IV-IV der Fig. 2.

Der in der Zeichnung dargestellte erfindungsge­ mäße Scheibenfilter 1 ist zur Filtration von Flüssigkeiten, wie Wein, Bier, chemischen Flüssig­ keiten und dergleichen, vorgesehen und besitzt einen eine vertikale Hochachse 2 aufweisenden Behälter 3, der auf Beinen 4 eines Ständers angeordnet ist. Der Behälter 3 besitzt einen lösbaren Deckel 5, der mittels Klammerschrauben 6 dichtschließend festgelegt ist. An der einen Seite des Behälters 3 befindet sich ein Schauglas 7.

Unter dem Behälter 3 steht ein elektrischer Antriebsmotor 8, dem eine Flüssigkeitskupplung 9, ein als Winkelgetriebe ausgeführtes Über­ setzungsgetriebe 10 und eine Wellenkupplung 11 für den Antrieb einer koaxial zur Hochachse 2 den Behälter 3 durchsetzenden Hohlwelle 12 nachgeordnet ist. Über der Wellenkupplung 11 befindet sich eine Lagerung 13 für die Hohlwelle 12 und ein Dichtgehäuse 14, das sich an einen am Boden 15 des Behälters 3 zentral angeordneten Eingangsstutzen 16 anschließt. In den Eingangs­ stutzen 16 mündet ein Zuführungsrohr 17 ein, durch das die zu filtrierende Flüssigkeit, das Unfiltrat 18, gemäß der Pfeildarstellung zugeführt wird. Zudem ist unter dem Behälter 3 ein Ablauf­ rohr 19 vorgesehen, durch das das Restfiltrat zur Restfiltration herausgeführt wird. Außerdem ist am Boden 15 des Behälters 3 zum Ablassen der ausfiltrierten Filtratrückstände und Filter­ hilfsmittel ein schräg nach unten gerichteter Rohrstutzen 20 mit einem Absperrventil 21 vorge­ sehen. Oben am Deckel 5 des Behälters 3 ist ein zentraler Aus­ trittstutzen 22 angeordnet, durch den die durch Filtration ge­ reinigte Flüssigkeit 23 abgeführt wird. Das Teil 22 ist zugleich als Lagerung für die Hohlwelle 12 ausgebildet. Weiterhin ist oben am Deckel 5 eine Entlüftung 24 angeordnet.

Im Behälter 3 befinden sich horizontal liegende plattenförmige Filterelemente 25 aus einem Filtergewebe aus Edelstahl, die auf Abstand übereinander angeordnet und von der Hohlwelle 12 und einer diese konzentrisch umgebenden Nabe 26, an der die Filterelemente 25 angeordnet sind, durchsetzt sind, wie dies insbesondere den Fig. 2 bis 4 zu entnehmen ist. Die Naben 26 sind aus einzelnen Ringscheiben 27 gebildet, die koaxial aufeinander gesetzt sind. Zwischen den aufeinander gesetzten Ringscheiben 27 befindet sich jeweils ein Dichtring 28, wodurch eine Abdichtung eines in der Hohlwelle 12 ausgebildeten Klarraums 29 gegenüber dem Trubraum 30 im Bereich der Filterelemente 25 erzielt wird. In jeder Nabe 26 bzw. den Ringscheiben 27 sind vertikale Zu­ leitungen 31 ausgebildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in der Nabe 26 bevorzugt insgesamt sechs Zuleitungen 31 vorgesehen, die symmetrisch verteilt angeordnet sind und parallel zur Hochachse 2 verlaufen. Jede Zuleitung 31 ist zwischen den aufeinander gesetzten Ring­ scheiben 27 von einer Ringdichtung 32 umgeben, die in derselben Ebene wie der Dichtring 28 liegen und mit diesem bevorzugt materialeinheit­ lich einstückig ausgebildet sind.

An der Innenseite der die Nabe 26 bildenden Ringscheiben 27 ist mindestens eine Lasche 33 angeordnet, die an den Außenumfang der Hohlwelle 12 angrenzt. Die Nabe 26 ist mit der Hohlwelle 12 über eine Paßfeder 34 gekuppelt, die in eine Nut 35 der Lasche 33 und in eine Nutausnehmung der Hohlwelle 12 eingreift. Dadurch wird auch eine Zentrierung und deckungsgleiche Ausrichtung der Ringscheiben 27 mit den darin ausgebildeten Zuleitungen 31 und der Filterelemente 25 erreicht.

In den Ringscheiben 27 sind Zulaufkanäle 36 ausgebildet, die von den in der Nabe 26 ausge­ bildeten und somit im inneren Bereich der Filter­ elemente 25 vertikal verlaufenden Zuleitungen 31 nach außen zu den Filterelementen 25 hin gerichtet sind. Die Zulaufkanäle 36 sind ebenso wie die Zuleitungen 31 ringsum symmetrisch ver­ teilt angeordnet. Die Zulaufkanäle 36 münden jeweils in einen Verteilerringraum 37 ein, der sich an den Außenumfang der Nabe 26 anschließt. Der Verteilerringraum 37 ist bevorzugt von zwei parallelen scheibenringförmigen Platten 38, 39 begrenzt, die durch Noppenausprägungen oder dergleichen zur Bildung des Verteilerringraumes 37 zueinander beabstandet sind. Die beiden Platten 38, 39 besitzen je einen schräg nach unten abge­ bogenen Seitenrand 40, die mit ihren Stirnkanten an am Außenumfang der Nabe 26 ausgebildeten Vorsprüngen bzw. Stufenausnehmungen abgestützt sind. An dem dem Außenumfang der Nabe 26 abge­ wandten Endbereich der Platten 38, 39 ist eine ringförmige Austrittsöffnung 41 ausgebildet. Weitere als Löcher oder Schlitze ausgeführte Austrittsöffnungen 41 können in der unteren Platte 39 ausgebildet sein.

Jedes Filterelement 25 liegt auf einem Abstands­ halter 42 auf, der zur Durchlässigkeit und Ab­ führung der filtrierten Flüssigkeit bevorzugt als Maschengitter oder wahlweise als Schlitz­ noppenblech ausgeführt sein kann. Der das Filter­ element 25 tragende Abstandshalter 42 liegt selbst auf der den Verteilerringraum 37 mitbe­ grenzenden oberen Platte 38 auf. Zwischen der den Verteilerringraum 37 unten begrenzenden Platte 39 und dem darunter befindlichen Filter­ element 25 besteht ein etwas größerer Abstand 43, den sogenannten Filterrückstandsraum, so daß für das aus dem Verteilerringraum 37 austretende Unfiltrat 18 genügend Freiraum zur Ausbreitung auf dem darunter befindlichen Filter­ element 25 besteht.

In den Ringscheiben 27 der Nabe 26 sind außerdem symmetrisch verteilt angeordnete Rückführkanäle 44 für die durch das Filterelement 25 gereinigte Flüssigkeit ausgebildet. Die Rückführkanäle 44 liegen in einer Ebene unterhalb des Abstands­ halters 42 und sind abwechselnd versetzt zu den Zulaufkanälen 36 angeordnet. Die Rückführ­ kanäle 44 erstrecken sich vom Außenumfang der Nabe 26 bis zu deren Innenseite. Wie den Fig. 2 und 4 zu entnehmen ist, sind für die Rück­ führung der filtrierten Flüssigkeit in der Wandung der Hohlwelle 12 außerdem radiale Bohrungen 45 ausgebildet, durch die die aus den Rückführkanälen 44 gelangende Flüssigkeit in den Klarraum 29 im Inneren der Hohlwelle 12 geleitet wird. Im Klarraum 29 wird die ge­ filterte Flüssigkeit nach oben zum Austritts­ stutzen 22 geleitet.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Unfiltrat 18 von unten durch den Eingangsstutzen 16 in die symmetrisch verteilten vertikalen Zu­ leitungen 31 eingeführt und in Richtung nach oben und davon horizontal abzweigend durch die Zulaufkanäle 36 und die sich anschließenden Verteilerringräume 37 auf die Oberfläche der Filterelemente 25 gefördert. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, das Unfiltrat 18 von oben her zuzuführen und von oben in die im inneren Bereich der Filterelemente 25 zentrisch vorgesehenen Zuleitungen 31 einzuführen. Die Abführung der gefilterten Flüssigkeit erfolgt in diesem Falle dann zweckmäßig an der Unterseite des Behälters 3. Durch die im inneren Bereich der Filterelemente integrierte Zulaufverteilung des Unfiltrats 18 wird der Vorteil erreicht, daß über die ausgesteuerten Zulaufkanäle 36 eine optimale Mengenverteilung gewährleistet ist. Dabei ist es besonders günstig, daß jedes Filterelement 25 für das darunter liegende Filter­ element 25 gleichfalls ein Zulaufverteiler ist. Bei dem erfindungsgemäßen Scheibenfilter 1 treten außerhalb des Filterpaketes, das heißt außerhalb der Trubräume 30 keine unkontrollierten Strömungen auf, da der gesamte Behälterinhalt im Außenbereich des Filterpaketes stagniert. Insgesamt kann durch den vorgeschlagenen Scheibenfilter 1 eine bessere Nutzung der Filterhilfsmittel und außerdem eine erhebliche Leistungssteigerung von bisher etwa 4 bis 5 hl/h auf nunmehr etwa 10 bis 15 hl/h erzielt werden.

Claims (19)

1. Scheibenfilter zur Filtration von Flüssig­ keiten, insbesondere Wein, Bier oder chemischer Flüssigkeit, mit in einem Behälter übereinander angeordneten plattenförmigen Filterelementen und einer zentralen Hohlwelle sowie mindestens einer vertikalen Zuleitung mit abzweigenden Zulaufkanälen zu den Filterelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (31) im inneren Bereich der Filterelemente (25) vorgesehen und die sternförmig angeordneten Zulaufkanäle (36) nach außen zu den Filterelementen (25) gerichtet sind.

2. Scheibenfilter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zuleitung (31) in einer die Hohlwelle (12) konzentrisch umgebenden Nabe (26) der Filterelemente (25) ausgebildet ist.

3. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nabe (26) der Filterelemente (25) mehrere parallele Zuleitungen (31) vorgesehen sind und daß die Zuleitungen (31) und die abzweigenden Zulaufkanäle (36) symmetrisch zur Hochachse (2) der Nabe (26) verteilt angeordnet sind.

4. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (36) in einen sich an den Außenumfang der Nabe (26) anschließenden Verteilerringraum (37) ein­ mündet.

5. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler­ ringraum (37) von zwei zueinander beabstandeten Platten (38, 39) begrenzt ist.

6. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (38, 39) des Verteilerringraums (37) mit bevorzugt schräg abgebogenen Seitenrändern (40) am Außenumfang der Nabe (26) abgestützt sind.

7. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler­ ringraum 37 an der dem Zulaufkanal 36 abgewandten Seite und/oder in der unteren Platte (39) ausge­ bildete Austrittsöffnungen (41) aufweist.

8. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter­ element (25) von einem flüssigkeitsdurchlässigen gelochten Abstandshalter (42) unterstützt ist, der auf der oberen Platte (38) des Verteiler­ ringraums (37) aufliegt, und daß zwischen der unteren Platte (39) des Verteilerringraums (37) und dem darunter befindlichen Filterelement (25) ein Abstand (43) besteht.

9. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nabe (26) in einer Ebene unter dem Abstandshalter (42) des jeweiligen Filterelementes (25) mindestens ein Rückführkanal (44) für die filtrierte Flüssigkeit (23) ausgebildet ist.

10. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichent, daß mehrere in der Nabe (26) ausgebildete Rückführkanäle (44) abwechselnd mit den Zulaufkanälen (36) symmetrisch zur Hochachse (2) des Filters verteilt angeordnet sind.

11. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung der Hohlwelle (12) radiale Bohrungen (45) zur Einleitung der aus dem Rückführkanal (44) gelangenden filtrierten Flüssigkeit (23) in einen Klarraum (29) im Inneren der Hohlwelle (12) ausgebildet sind.

12. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (26) der Filterelemente (25) aus übereinander angeordneten Ringscheiben (27) gebildet ist, die parallel zur Hochachse (2) von der vertikalen Zuleitung (31) durchsetzt sind und jeweils mindestens einen der abzweigenden Zulaufkanäle (36) und versetzt dazu mindestens einen der Rückführkanäle (44) aufweisen.

13. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den übereinander angeordneten Ringscheiben (27) der Nabe (26) zur Abdichtung des Klarraums (29) gegenüber dem Trubraum (30) der Filterelemente (25) ein Dichtring (28) vorgesehen ist.

14. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den übereinander angeordneten Ringscheiben (27) der Nabe (26) zur Abdichtung der vertikalen Zuleitung (31) eine diese umgebende Ringdichtung (32) angeordnet ist.

15. Scheibenfilter nach einem der Ansrüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring­ dichtung (32) der Zuleitung (31) mit dem den Klarraum (29) umgebenden Dichtring (28) material­ einheitlich einstückig ausgebildet ist.

16. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Ringscheiben (27) der Nabe (26) mindestens eine in Richtung zur Hohlwelle (12) strebende Lasche (33) zur Zentrierung und deckungsgleichen Ausrichtung der übereinander liegenden Ringscheiben (27) und Filterelemente (25) angeordnet ist.

17. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring­ scheibe (27) der Nabe (26) über mindestens eine in eine Nut (35) der Lasche (33) eingreifende Paßfeder (34) mit der Hohlwelle (12) gekuppelt ist.

18. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zu filtrierende Flüssigkeit (18) bevorzugt unten am Behälter (3) durch einen Eingangsstutzen (16) eingeleitet und verteilt von unten nach oben in die als Steigleitungen ausgeführten vertikalen Zuleitungen (31) einströmt und daß die filtrierte Flüssigkeit (23) bevorzugt oben am Behälter (3) durch einen zentralen Austritts­ stutzen (22) über dem Klarraum (29) herausströmt.

19. Scheibenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Eingangsstutzen (16) am Behälter (3) ein Dichtgehäuse (14) und eine Lagerung (13) der um die Hochachse (2) drehbaren Hohlwelle (12) vorgesehen ist, die bevorzugt über einen elektrischen Antriebsmotor (8), eine Flüssigkeits­ ringkupplung (9), ein winkelförmiges Übersetzungs­ getriebe (10) und eine Wellenkupplung (11) an­ treibbar ist.